潮流能發(fā)電電能變換系統(tǒng)的研究.pdf

1、在不同潮流流速下水輪機的轉(zhuǎn)速不同,發(fā)電機發(fā)出的電能的電壓和頻率變化范圍較大,無法直接利用。課題要求將發(fā)出的電能饋入直流電網(wǎng),且要求發(fā)電機與電網(wǎng)之間有電氣隔離功能。
　　針對以上問題,本文設(shè)計了一種適用于潮流能發(fā)電電能變換系統(tǒng)的新型拓撲結(jié)構(gòu),整個拓撲結(jié)構(gòu)分為兩部分:前級PWM整流電路和后級移相全橋電路。前級PWM整流電路經(jīng)過控制可以使發(fā)電機側(cè),實現(xiàn)單位功率因數(shù)且電流正弦化;后級選擇帶高頻變壓器的移相全橋電路,它可以起到隔離的作用,保

2、證了電能變換裝置的可靠運行,且可以實現(xiàn)軟開關(guān),降低系統(tǒng)的功率損耗。
　　本文提出了整體的閉環(huán)控制策略,其中前級PWM整流電路采用電流電壓雙閉環(huán),后級采用電流閉環(huán)形式最終將電能以電流的形式饋入直流母線。針對前級電路中由于交流電壓波動范圍大且頻率變化較大的問題,設(shè)計了自適應(yīng)SPLL,改進了軟件鎖相環(huán)使其能在發(fā)電機正反轉(zhuǎn)和電壓不平衡下的準(zhǔn)確鎖相。并且針對以往的SVPWM算法做了算法上的改進使其簡單可行,不需要坐標(biāo)變換,不依賴于直流電壓,

3、計算量顯著減少。針對LCL交流側(cè)濾波電路由于在諧振峰處對干擾沒有抑制能力,還提出了虛擬阻抗控制環(huán)節(jié),改善了LCL濾波電路中濾波效果不佳的問題。
　　本文對PWM整流電路中交流側(cè)電感、直流側(cè)電容和移相全橋電路的各個參數(shù)的計算確定了器件的型號,并且為了實現(xiàn)獨立的驅(qū)動電路及系統(tǒng)的控制電路分別設(shè)計了驅(qū)動電路板和控制電路板,選擇ST公司的STM32F407IGT6的芯片作為控制芯片,圍繞該芯片設(shè)計了信號調(diào)理電路、保護電路、通訊接口電路等硬件